C. — DE CERTAINES QUESTIONS RELATIVES AUX CANAUX
a) La question de la consommation et de l'alimentation des canaux (3).
La question de la consommation d’eau des canaux et de leur alimentation est, elle aussi, très délicate : nous ne nous occuperons que des besoins courants, laissant de côté le remplissage du canal lui-même après un chômage, par exemple : il faut donc, avant même de construire un
(13) Cuënot, Rivières canalisées et canaux, p. 494 à 546.
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canal, S'assurer qu’on trouvera dans le pays assez d’eau pour l’alimenter.
H y a deux catégories de déperditions : les éclusées, et les autres, telles que l’évaporation et l’infiltration.
. La consommation d’eau à prévoir pour l’éclusage des bateaux doit être regardée comme égale, pour chaque biel, à autant de fois le volume d’eau d’une éclusée qu’il y à de bateaux qui franchissent son écluse d’aval (1.
On réalisera des économies sur ce volume si on peut profiter d’une même manœuvre pour faire passer deux bateaux marchant en sens contraire; mais cette combinaison est peu fréquente, et il vaut mieux admettre qu’une
(14) Le meilleur système pour compenser les déperditions dues aux écluses serait de construire à chaque écluse un bassin d'épargne, qui alimenterait le sas, au lieu que ce soit le bief supérieur; de cette façon, le canal ne subirait aucune perte d’eau du fait des éclusées; au contraire, il gagnerait dans chaque bief et à chaque passage de bateau le volume d’eau d'une éclusée; toute consommation d’eau du canal proprement dit serait ainsi supprimée, et il y aurait même un gain qui compenserait les pertes dues à l’évaporation. Mais le système des bassins d'alimentation est rarement employé; au surplus, leur utilisation ne se comprend surtout qu'au moment des sécheresses.
Le système du flotteur de M. de Béthancourt, bien plus radical, permet d'éviter toute consommation d’eau : il consiste dans l'emploi d’un flotteur qui peut se mouvoir dans un bassin contigu au sas, comme un bassin d'épargne, mais en communication constante avec lui. Les dimensions et les dispositions du bassin sont telles que, lorsque ce dernier est complètement immergé, l’eau atteint dans le sas le niveau du bief supérieur et qu'elle descend au contraire au niveau du bief inférieur quan le flotteur est émergé. Ce système très ingénieux n’a pas réussi, parce que son installation technique est très coûteuse, il faut notamment pour immerger le flotteur un contrepoids de 230 tonnes environ !
Comme écluse sans consommation d’eau, on peut citer encore l’écluse oscillante de Cardot. Un caisson à double paroi et à double fond est susceptible d’osciller autour d’une articulation, placée au quart environ de sa longueur à partir de l’amont, dans un bassin en maçonnerie en libre communication avec le bief d’aval. Ce bassin oscillant constitue le sas proprement dit : l’émission d’eau dans les chambres latérales, le mouvement d'un contrepoids dans le double fond, modifieraient l’équilibre et amèneraient le caisson en communication soit avec le bief amont, soit avec le bief aval.
Ce procédé fort bien compris présente l'inconvénient, lui aussi, d’être très coûteux. Il n'a d'ailleurs jamais été employé pratiquement.
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écluse consomme autant de fois le volume d’une éciusée
qu'il y passe de bateaux dans l’un et l’autre sens.
La consommation d’eau dépend done du nombre d’éclusées, variable avec le trafic, et de la hauteur de chute.
Pour une écluse du type légal ayant en chiffres ronds une longueur de 43 mètres et une largeur de 5 m. 35, le volume de l’éclusée est d'environ 230 mètres cubes par mètre de chute : si la hauteur de chute est de 3 mètres, la perte d’eau sera d'environ 700 mètres cubes par éclusée. Aux écluses de 5 m. 20 de chute du Canal du Centre, le volume d’eau d’une éclusée est de 1.200 mètres cubes : au grand sas de l’écluse de Saint-Denis, il atteint 4.000 mètres cubes!
En outre, l'étanchéité des écluses n’est pas absolue, et il faut compter qu’elles perdent, suivant leur état de vétusté, de 300 à 1.000 mètres cubes par jour.
Mais il faut compter sur d'autres déperditions. L’évaporation moyenne, en tenant compte des chaleurs exceptionnelles et du vent, fait baisser le niveau de 1 centimètre par vingt-quatre heures, ce qui représente, pour un canal de 20 mètres de large, une déperdition quotidienne de 200 mètres cubes par kilomètre.
Les déperditions dues à l’infiltration peuvent s’élever à 500 ou 700 mètres cubes par kilomètre et par jour, celles dues à de fausses manœuvres à 50 mètres cubes, et enfin il y à des pertes accidentelles qu’il faut prévoir et qu'il est impossible de chiffrer.
La consommation d’eau des canaux est donc beaucoup plus considérable qu’on ne le supposerait à première vue, et sur les voies navigables fréquentées leur alimentation est quelquefois un grave problème.
Pour les canaux latéraux, l’alimentation se fait au moyen d'une prise d’eau principale à l’origine du canal et de prises d’eau secondaires de temps à autre, l’élément liquide étant fourni par le fleuve que suit le canal.
Pour les canaux à point de partage, l’alimentation est beaucoup plus difficile, surtout celle du bief supérieur qui joue le rôle de bief alimentaire : il faut pour cela utiliser les sources de la région, sans nuire à l'irrigation et à d’autres besoins locaux : on peut aussi recueillir les eaux d’hiver dans des réservoirs, en dériver le cours supérieur de certains fleuves, sans nuire à leur vallée.
Enfin, l’alimentation peut être mécanique, c’est-à-dire qu'on peut, au moyen d'usines hydrauliques ou autres, relouler l’eau dans les biefs supérieurs.
Ainsi, l’alimentation du canal de la Marne au Rhin et du canal de l’Est, dans leur partie commune du bief de Mauvages et de ses deux versants, se fait au moyen d'usines hydrauliques et à vapeur.
Les usines hydrauliques de Valcourt et Pierre la Treiche, établies sur la Moselle canalisée, refoulent dans le bief de Pagny-sur-Meuse 500.000 mètres cubes en vingtquatre heures. Une usine à vapeur installée à Valcourt peut envoyer dans le même bief 40.000 mètres cubes par vingt-quatre heures.
b) La question du rachat des différences de niveau.
Nous venons de voir la difficulté qu'il y a à alimenter les canaux; nous allons nous rendre compte maintenant de celle à laquelle on se heurte quand il s’agit de racheter une grande différence de niveau sur un parcours restreint.
Si on multiplie les écluses, on a de tout petits biefs, et la batellerie subit de ce fait et pour toujours de grosses pertes de temps. Si on fait peu d’écluses, on est obligé de les faire d’une chute plus élevée et de creuser des tranchées très encaissées, parfois même de construire le canal en remblai : la question est d'importance en France où le profil du terrain est assez souvent accidenté: or, les écluses, surtout si elles sont à forte chute, consomment énormément d’eau.
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Voyons-les d’abord :
L'écluse est l’ouvrage d’art le plus sûr et le plus convenable pour faire passer les bateaux d’un bief sur un autre, surtout quand l’eau est abondante et qu'elle est de chute modérée par suite d’une pente en général assez douce du terrain.
L'écluse est à la fois un obstacle à la navigation et en même temps un régulateur.
Un obstacle, car la fréquentation de la voie navigable est limitée par le nombre de bateaux qu'il est possible d’écluser en un temps donné.
C'est aussi un régulateur, car même si les bateaux y sont amenés en ordre inconsidéré, ils en sortent méthodiquement : l’écluse les égrène le long de la voie navigable et les sépare les uns des autres par la distance nécessaire pour que l’écluse suivante puisse les laisser filtrer sans retard et sans amas.
En pays relativement plat, l’inconvénient de l’écluse est minime; mais sur les canaux à point de partage, on rencontre une augmentation de la raideur des pentes les biefs sont courts et la pénurie d’eau risque de se faire sentir dans les biefs élevés : il faut capter des sources pour compenser les pertes ou établir des bassins d’alimentation.
La plus grande hauteur de chute réalisée en France pour une écluse est celle de 9 m. 92 sur le canal de Saint- Denis; mais en cette matière il ne faut pas établir une moyenne trop rigide : 5 mètres sur beaucoup de canaux et même 10 mètres seraient une bonne moyenne, bien qu'une telle hauteur de chute, surtout sur une voie fréquentée, nécessite la construction d’un bassin d'épargne.
Si les ressources d'alimentation sont précaires, il faudra trouver un système qui ne nécessite aucune perte d'eau : c’est pour résoudre cette difficulté que les ingénieurs ont inventé divers appareils mécaniques pour éle-
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ver les bateaux, tels que les ascenseurs et les plans inclinés, suivant que les bateaux sont élevés ou descendus verticalement ou par glissement sur des surfaces en pente (5),
L'avantage des ascenseurs, qu'ils soient funiculaires ou hydrauliques, est que le transport des bateaux se fait toujours dans un sas plein d’eau.
Dans le système des ascenseurs funiculaires, les deux Sas, ou bien un sas et un Contrepoids, sont suspendus et se font équilibre. Le Sas, ou chacun des sas, est alternativement en regard et au contact de l’un et de l’autre bief séparés par la chute à racheter. Le mouvement ascensionnel est obtenu au moyen d’une légère surcharge d’eau ajoutée au sas descendant ou au moyen d’un contrepoids quelconque, voire au moyen d’un engrenage.
Îl n'y a pas en France d’ascenseur de ce genre-là. En 1881, lors de la Construction du canal de la Marne à la Saône, il fut question d’en Construire un pour racheter une chute de 41 mètres, mais on lu: préléra une échelle d’écluses.
D'une façon générale, l'ascenseur hydraulique se révèle Supérieur. Ici les deux sas sont portés par les pistons de deux presses hydrauliques : c’est le Système de l’ascenseur des Fontinettes, sur la ligne de Paris à la mer du Nord; la différence de niveau est de 13 m. 03 : cette différence était franchie par une échelle de cinq écluses superposées. Il fallait réserver quatre jours par semaine à la navigation ascendante et trois à la descendante; de ce fait certains bateaux attendaient leur tour quarante-huit heures et même davantage.
L'ascenseur était devenu nécessaire à cause du trafic intense sur cette ligne, il a été établi sur une dérivation du canal de Neuffossé ouverte parallèlement aux écluses.
(15) Cf. Cuënot, Rivières canalisées et canaux, p. 660 à 724.
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Le poids à élever, c’est-à-dire le sas plein, avec ou sans bateau, est d'environ 800 tonnes. Il faut dix-huit minutes pour permettre le passage d’un bateau montant et d'un bateau descendant, Cet ascenseur, qui fait le plus grand honneur aux ingénieurs qui l’ont construit, a eu une avarie en 1894, et les travaux nécessaires pour le remettre en état ont duré trois ans : pendant tout ce temps, il a fallu se servir de l’ancienne échelle d’écluses.
Cet ascenseur a de grands avantages : d’abord, il occupe peu de place, sa manœuvre se fait avec une consommation d’eau insignifiante, enfin c’est le moyen le plus expéditif pour faire franchir à des bateaux une hauteur de chute considérable.
Ainsi, avec les ascenseurs, les bateaux sont transportés toujours dans un sas plein d’eau; il en est autrement avec les plans inclinés; avec ce système, les bateaux peuvent être transportés à sec ou dans un sas plein d’eau, dans lequel ils flottent.
Les bateaux peuvent franchir des différences de niveau considérables par glissement sur des pentes plus ou moins rapides, au moyen d’une voie ferrée, sur laquelle circule un chariot transporteur.
Le système comprend à vrai dire deux plans inclinés en sens contraire, formant dos d'âne et dont les pieds baignent l’un dans le bief d’aval, l’autre dans celui d’amont : le sommet dépasse quelque peu le niveau du bief d’amont pour empêcher tout déversement d’eau.
Les bateaux sont transportés à sec, échoués sur un chariot qui plonge alternativement dans l’un et l’autre bief pour y prendre ou y laisser son fardeau, on peut aussi avoir un sas plein d’eau sur le chariot, le bateau continuant à flotter pendant l’opération. Ce système n’est plus de la navigation, mais un transport par voie ferrée. Telle est l’idée du plan incliné.
Il n’y en a qu’un seul en France pour faire communi-
